報告人：林又新yslin@staff.pccu.edu.tw

大綱

傳統資訊系統的挑戰

虛擬化之效益

虛擬化之要件、架構及成效

結論

校園雲端服務

傳統資訊系統的挑戰 (1)

輕微的系統問題也會導致重要服務中止，如網卡或記憶體損壞

持續營運能力弱 設備不斷增加

如火災或淹水，復原時間將非常久，甚至永遠無法復原，對校務營運生重大衝擊

資訊服務增加，機房內主機及相關設備也會跟著增加，到機房裝不下為止

系統缺乏高可用性

傳統資訊系統的挑戰 (2)

管理人員負荷日益增加 硬體維護費用日益昂貴

電力及網路線路日益龐大複雜

主機及空調耗電問題 違反綠色機房潮流

虛擬化之效益

部署高可用性環境快速簡單

集中化管理，減少人員負荷

災難復原容易且低成本不高

機房各種線路複雜度明顯減少

設備投資及維護成本有效減少

實體伺服器減量及節能

有效利用系統資源(CPU 、 RAM)

符合 ISO 營運持續計畫標準

虛擬化要件 -- 寫一份計畫書

為什麼要寫

給老板 -- 讓老板知道你想做 什麼，要錢、要人、要支持

給同仁 -- 讓同仁知道你想做 什麼，增加信心，減少阻力 給廠商 -- 讓廠商知道你想做 什麼，減少溝通時間及錯誤 發生機率

要寫什麼

現在有什麼問題

為什麼虛擬化可解決問題

虛擬化的目標及範圍

要做的工作及所需的資源

具體的成效 ( 要可驗證 )

虛擬化要件 -- 跨館樓儲存區域網路

三個館樓各自有機房

切出獨立的 VLAN 橫跨三個機房 放置 ISCS 儲存設備在每個機房

曉峰、大義及大孝館儲存區域網路 (SAN) 架構圖

虛擬化要件 -- 跨館樓儲存區域網路 ( 續 )

曉峰館 iSCSI 儲存設備 大義館 SCSI 儲存設備

同步或覆寫

大義館主機大孝館主機 資中辦公室 PC

Gigabit Switch Gigabit Switch

曉館館主機

大孝館 iSCSI 儲存設備

Gigabit Switch

Storage Area Network

ESX 的實體伺服器 ( 用來安裝虛擬機，效能要好 )

vCenter Server 的伺服器 ( 用來管理整個虛擬化環境 )

vSphere 的 vCenter Client ，用來連入 vCenter Server 進行管理 vSphere 的進階功能— VMotion ， Storage vMotion ， HA

虛擬化要件 -- 實體伺服器的叢集系統

ESX 實體伺服器

ESX 實體伺服器

ESX 實體伺服器

共用 iSCS 儲存設備

虛擬化要件 --共用儲存設備

儲存設備品質不佳，虛擬化系統將有全面性崩潰危機

成本考量可選擇使用 iSCSI SAN 架構之儲存設備

考量效能應有多個網路接介面埠 ，並可組成 NIC Team

具備兩個磁碟陣列控制器 ，具備相互容錯備援能力

考量災難復原，不同儲存設備之間應有遠端覆寫功能

虛擬化要件 -- 儲存設備故障結果

儲存設備品質不佳，虛擬化系統將有全面性崩潰危機

虛擬化要件 --共用儲存設備

Switch A Switch B Switch

曉峰館 iSCSI 儲存設備 大義館 SCSI 儲存設備

覆寫

虛擬化環境整體基礎架構

ESX實體伺服器

Local Area Network

Storage Area Network

大義館 iSCSI儲存設備

ESX實體伺服器

( 大義館 -災難備援服務 )

Gigabit Switch

Gigabit SwitchGigabit Switch

ESX實體伺服器

( 大孝館 -系統維護或測試服務 )

( 曉峰館 -日常服務 )

曉峰館 iSCS儲存設備

大孝 iSCSI儲存設備

虛擬化前 虛擬化後

伺服器減少 20餘台， 約減少 70%

伺服器維護費減為原來 20%

空調及電力系統負荷減輕

虛擬化成效 -- 設備減量

所有虛擬機器由同一介面由遠端進行管理，狀態一目瞭然資源調度簡單，可由遠端直接增減資源 (Server 、 CPU 、 RAM 、 NIC 、 HD)

人員負荷減輕，可專注於非管理事務，如未來規劃及開發

虛擬化成效 -- 管理優化

虛擬化成效 -- 高可用性

實體伺服器損壞或當機時

機房重大災難損毀時

系統維護、移機時

高可用性功能使用時機可分為下列 3 種

VM1

實體伺服器 A

VM2

實體伺服器 B

用滑鼠透過操作介面，即可將 VM1 及 VM2從實體伺服器 A 移到到實體伺服器 B

VM1 VM2

虛擬機 虛擬機VMotion

iSCSI 儲存設備

假設實體伺服器 A 的機房要斷電維修，我們即可將其上運行之虛擬機 VM1 及 VM2動態轉移到位於另一個機房的實體伺服器 B ，使用者幾乎無感覺，在系統可用性上可達成系統不停機，服務不中止。

虛擬化成效 -- 高可用性，系統維護、移機時

Gateway

HeartBeat Network

共用儲存設備

備用節點 ( 可位於 SAN涵蓋之任一館樓 )

Storage Area Network

Step1:主要節點 當機或損壞 ping time out

Step3:30秒後啟動接管機制，載入VM

Step2:

虛擬化成效 -- 高可用性，實體伺服器損壞或當機時

可分3 步驟說明此機制Step 1 : 主要節點當機或損壞Step 2 : 備用節點透過心跳網路 ping 主要節點發生 time out ，本身又 ping 的到 gateway 時，

30秒後啟動接管機制Step 3: 備用節點由儲存設備中自動載入虛擬機，重新啟動VM ，達成硬體損壞或當機時系統之 高可用性

主要節點

1. 曉峰館機房因災難損毀，發生短期無法復原之狀況2. 將大義館 iSCSI 備援儲存設備中之虛擬機載入備用實體伺服器，重新啟動 VM3. 正常情況可於數小時內恢復服務，達成曉峰館機房災難損毀時系統之高可用性

大孝 iSCSI儲存設備

ESX實體伺服器

( 大義館 -災難備援服務 )

ESX實體伺服器

覆寫

Storage Area Network

災難損毀備用 ESX 伺服器載入虛擬機，短時間恢復服務

曉峰館 iSCS儲存設備

虛擬化成效 -- 高可用性，機房重大災難損毀時

( 曉峰館 -日常服務 )

Gigabit Switch Gigabit Switch

結論

虛擬化是全球資訊界 的趨勢，可一次解決很多傳統資訊系統的問題，更是校園雲端服務的基礎

虛擬化前應先做評估及測試，可先由測試主機開始進行，再慢慢進展到正式主機

節能減碳、簡化管理只是虛擬化的附加利益，虛擬化最大的好處是可用簡單的方式，獲得系統的高可用性

儲存設備及網路規劃是虛擬化成敗的關鍵，千萬不要在這裡省錢。

校園雲端服務 -- 服務模式

雲端服務的 3 種模式1. 基礎架構即服務 (Infrastructure as a Service, laaS)2. 平台即服務 (Platform as a Service, PaaS)3. 軟體即服務 (Software as a Service, SaaS)

基礎架構即服務 平台即服務 軟體即服務

作業系統

伺服器

網路

資料

應用程式

支援軟體

作業系統

伺服器

網路

資料

支援軟體

作業系統

伺服器

網路

資料

應用程式

校園雲端服務 -- 服務模式對應說明

作業系統

伺服器

網路

資料

支援軟體

Mail 、 Word 、 MSN

Windows 、Linux

Dell 、 HP 、IBM

ServerRouter 、 S

witch

Storage

SQL Server 、Apache

基礎架構即服務

( laaS

)

平台即服務

( PaaS

)

軟體即服務( S

aaS

)

校園雲端服務—規畫方向 1

基礎架構即服務 (laaS) 及平台即服務 (PaaS)

1. 學術或行政單位有伺服器採購需求時，資中可立即產生虛擬機器提供服務，視需要提供支援軟體及應用程式，沒有採購程序，亦無新增資本資出，行政流程也大幅減化。

2. 學術或行政單位有 PC採購需求時，資中可用虛擬桌面方式提供服務，視需要提供支援軟體及應用程式，沒有採購程序，亦無新增資本資出，行政流程也大幅減化。

3. 校內團體或個人有臨時性伺服器或 PC 需求，資中可用虛擬化環境隨時提供服務，並於事後回收資源。

校園雲端服務—規畫方向 2

軟體即服務 (Software as a Service, SaaS)

針對公用電腦或手持行動裝置，資中可用虛擬桌面方式提供服務，完整提供支援軟體及應用程式，使用者端只需具備簡單軟硬體，提供連線連線及操作即可。

校園雲端服務—規畫方向 3

儲存中心

實體伺服器叢集

VM

OS OS

AP AP AP AP

VM

OS OS

AP AP AP AP

VM

OS OS

AP AP AP AP

虛擬機器

作業系統

應用程式

系所及行政單位虛擬伺服器服務

公用電腦虛擬桌面服務

手持行動裝置虛擬程式派送(Virtual application delivery)

系所 PC 精簡型電腦Thin Client

手機

報告完畢 敬請指教

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